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Enterobatteri

Che cosa sono gli enterobatteri?

Quella degli enterobatteri (famiglia enterobacteriaceae) è una categoria di batteri molto ampia e conosciuta, comprendente organismi che vivono comunemente in associazine con i tessuti animali e altri dalle caratteristiche marcatamente patogene.

Sono batteri ubiquitari responsabili di una grande quantità di infezioni, soprattutto a carico delle vie urinarie e tra essi vi si ritrovano alcuni tra i batteri più noti e conosciuti, utilissimi anche come specie modello per lo studio della biologia stessa degli organismi procarioti.

La specie maggiormente nota è Escherichia coli, la cui presenza è utilizzata in microbiologia come prova di una contaminazione fecale su matrici liquide, solide e soprattutto alimentari.

Escherichia coli

Figura 1: Escherichia coli, uno dei più noti enterobatteri.

Caratteristiche generali degli enterobatteri

Gli enterobatteri comprendono circa 40 generi e più di 150 specie, tutte strettamente imparentate e discendenti da un antenato comune. Il genoma di molte di queste specie contiene quasi le stesse informazioni genetiche, ma tra le varie specie esistono meccanismi differenti di regolazione dell’espressione di tali geni comuni.

Gli enterobatteri sono batteri Gram -, possono presentarsi con una forma bastoncellare oppure filamentosa ed essere immobili oppure dotati di movimento grazie all’azione di flagelli peritrichi.

Non sono in genere in grado di produrre spore (batteri “asporigeni”) e sono spesso anaerobi facoltativi. La superficie esterna degli enterobatteri può essere ricoperta da una capsula o uno strato di esopolisaccaridi con funzione protettiva. Alcune vie metaboliche possono differire tra specie diverse, potendo pertanto essere utilizzate come criterio di classificazione.

Struttura generale di un enterobatterio

Figura 2: Struttura generale di un enterobatterio.

Habitat degli enterobatteri

Gli enterobatteri sono ospiti d’elezione del tratto intestinale di moti animali, compreso l’uomo, e  rappresentano normalmente la flora intestinale comune negli organismi sani. In casi particolari, alcuni di essi possono sviluppare patogenicità occasionale (patogeni opportunisti). Alcune specie, come ad esempio i batteri della Salmonella, sono costantemente associati a infezioni patologiche.

Oltre alla parete dell’ intestino, gli enterobatteri possono colonizzare in maniera benigna anche la cute, le mucose vaginali e le prime vie respiratorie.

Importanza degli enterobatteri commensali

Figura 3: L'importanza degli enterobatteri commensali: la presenza di enterobatteri come normale flora intestinale protegge gli enterociti dalla possibile infezione di enterobatteri patogeni come la Salmonella.

Sistematica degli enterobatteri

Il riconoscimento specifico degli enterobatteri può essere fatto mediante tecniche genetiche oppure analizzando le caratteristiche antigeniche e metaboliche. Dal punto di vista metabolico, uno dei sistemi più comuni consiste nell’analisi della capacità di fermentare determinati zuccheri. Ad esempio, alcune specie possiedono l’enzima β-galattosidasi e sono capaci di fermentare il lattosio mentre altri ne sono sprovvisti.

Dal punto di vista anatomo-strutturale,  la morfologia di alcuni elementi con funzione antigenica è determinante nella classificazione. Gli elementi antigenici principali di questi organismi sono:

  • La sostanza K: si tratta di un polisaccaride che costituisce un elemento strutturale della capsula e rappresenta una barriera contro la fagocitosi;
  • L’antigene 0: anch’esso è un polisaccaride, è dotato di una porzione lipidica (Lipide A) responsabile dell’insorgenza dei sintomi patologici tipici dei patogeni Gram – ed è contenuto nell’ LPS;
  • Gli antigeni H: sono le molecole associate ai flagelli, che consentono la motilità nelle specie che ne sono dotate;
  • I Pili: particolari strutture responsabili dell’insediamento dei batteri in specifiche regioni dell’organismo ospite. I Pili sono inoltre in grado di produrre tossine che agiscono a livello cellulare e a livello dell’apparato gastro-intestinale.

Differenti ceppi di enterobatteri in base al tipo di patogenicità

Gli enterobatteri possono essere distinti in 5 categorie basandosi sui meccanismi di tossicità e la tipologia di infezione che sono in grado di produrre. Da questo punto di vista distinguiamo, pertanto:

  1. Enterobatteri enterotossigeni (ETEC): questo gruppo di enterobatteri è in grado di colonizzare i tessuti intestinali grazie all’azione delle “adesine” e provocano diarrea mediante  enterotossine, alcune delle quali termostabili, che hanno l’effetto di aumentare le concentrazioni di C-AMP e C-GMP determinando conseguentemente il richiamo di liquidi nel lume intestinale. La sintomatologia associata a questo itpo di infezioni è definita “diarrea del viaggiatore”.
  2. Enterobatteri EPEC: le infezioni da questo tipo di enterobatteri causano diarrea mista a stati febbrili. La capacità patogena è dovuta alla forte adesione dei batteri alle cellule dell’intestino, dovuta all’azione di due tipologie di geni: alcuni plasmidici e altri cromosomiali. Il risultato finale è la scomparsa dei microvilli dalla parete intestinale e una modifica del citoscheletro degli enterociti, con una possibile cronicizzazione dello stato diarroico.
  3. Enterobatteri EIEC: sono responsabili della cosiddetta dissenteria bacillare. Il meccanismo di azione attraverso cui si manifesta la patogenicità di questi organismi è determinato dall’invasione, da parte dei germi, delle cellule intestinali dell’ospite. All’interno di queste i batteri si moltiplicano provocando gravi lesioni delle mucose e diarrea mista a sangue e associata a stati febbrili.
  4. Enterobatteri EHEC: i batteri di questa categoria sono definiti enteroemorragici e sono in grado di produrre un enzima che interferisce sul normale funzionamento della cellula ospite bloccandone il processo di sintesi proteica. I sintomi associati all’infezione da enterobatteri EHEC sono diarrea emorragica ma priva dell’insorgenza di stati febbrili. Se la tossina da essi prodotta entra nel circolo sanguigno possono produrre danni anche a livello dei reni. L’origine più comune delle infezioni da enterobatteri EHEC è da ricercarsi nel consumo di alimenti infetti e poco cotti.
  5. Enterobatteri EAEC: In caso di patologie dovute all’infezione da enterobatteri EAEC, la sintomatologia più comune è data dalla presenza di diarrea acquosa, che può divenire cronica. La determinazione dell’appartenenza a questo ceppo d batteri è data dall’evidenza della capacità di aderire a cellule diploidi in condizioni sperimentali in vitro, mentre in vivo sono capaci di aderire agli enterociti animali.

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